¿Por qué la hidra es biológicamente inmortal?

Hydra es solo uno de los muchos organismos que son inmortales. Es decir, todas sus células se dividen para siempre: no hay senescencia (muerte celular planificada) en ninguna de sus células. Curiosamente, las hidras que se reproducen sexualmente envejecen y mueren, pero la reproducción asexual parece ser inmortal. Los animales que son inmortales con mayor frecuencia se reproducen asexualmente... esto puede deberse solo a que la inmortalidad se volvió impopular en la evolución desde el principio y es posible que no haya desarrollado la senescencia de la forma en que lo han hecho otros animales, o que la haya perdido cuando no era tan integral para la vida.

Aunque la hidra inmortal también parece compartir la repetición de los telómeros (TTAGGG), todavía no hay datos sobre cómo evitan el agotamiento de los extremos cromosómicos o si lo hacen. Estos datos sugieren la posibilidad de que la senescencia o la muerte de los individuos asexuales y las colonias pueda deberse en parte a la falta de mantenimiento de los extremos cromosómicos que se restauran al pasar por un ciclo de reproducción sexual.

Entonces no está claro si los telómeros están protegidos en hidras y otros animales inmortales. Supongo que probablemente no tengan telomerasa activa si son realmente inmortales, aunque es posible que los telómeros se acorten y se reparen.

Hay otros factores que se supone que son importantes para la inmortalidad. La levadura y los eucariotas individuales no son individualmente inmortales; una célula madre individual solo puede dividirse un número limitado de veces. Si bien las hidras no son un foco popular de investigación, ha habido un esfuerzo concertado para tratar de comprender la mortalidad de la levadura y se señala más de un mecanismo.

Dado que no existe una línea germinal en los organismos unicelulares (solo tienen una copia de su genoma para reproducirse), el acortamiento telomérico no sería un mecanismo útil para el envejecimiento; Se ha demostrado que la restricción calórica prolonga la fisión y la levadura en ciernes al activar vías que retrasan el envejecimiento al proteger contra el estrés y ralentizar la reproducción. Todos estos hallazgos tienen fuertes paralelismos en el trabajo sobre el envejecimiento en animales, que es un tema candente ahora.

Encontrar estas vías está fomentando la idea de que el envejecimiento y la senescencia son una adaptación evolutiva más que una necesidad biológica.

Nuestro conocimiento actual sugiere que un programa apoptótico ha evolucionado en microorganismos como una estrategia de supervivencia beneficiosa para el grupo. Este programa depende de vías celulares como las vías Sch9, Tor1 y Ras/PKA y su activación reduce la protección y el mantenimiento celular y eleva el nivel de producción de superóxido, lo que a su vez contribuye al daño y la muerte celular. El superóxido también eleva el daño en el ADN y la frecuencia de mutación en los cultivos envejecidos... El envejecimiento y la apoptosis están intrínsecamente relacionados en la levadura y los mecanismos que los causan acaban de empezar a esclarecerse. ... proporcionará información importante para comprender la biología fundamental del envejecimiento en otras especies e investigará la controvertida hipótesis de que un "programa de envejecimiento" podría conservarse en eucariotas superiores.

Hay una pregunta abierta sobre si una levadura inmortal podría diseñarse para ser inmortal. Un equipo del Instituto Max Planck trabajó mucho con los pies y encontró una cepa que, según afirman , tampoco parece experimentar mortalidad individual .

Entonces, esto indica que la inmortalidad podría no ser una necesidad para ninguna célula o incluso para los animales. Ocasionalmente, incluso las células animales y humanas pueden ser persuadidas para volver a un estado inmortalizado , aunque por lo general es el resultado de reordenamientos cancerosos del genoma .

Este es un campo rico y también hay muchas ideas centradas en la telomerasa . Tal vez alguien pueda publicar algo en ese sentido.

En realidad, la mayoría de las células adultas no expresan telomerasa o la expresan solo en niveles muy bajos. La telmoerasa se expresa en gran medida solo en las células que necesitan dividirse (p. ej., las células madre), por lo que las "inmortaliza". De hecho, las líneas celulares humanas con las que trabajan los científicos pueden "inmortalizarse" mediante la activación de la telomerasa (junto con otras cosas).

Así que puede preguntarse: ¿por qué no tener la telomerasa activada todo el tiempo en todas las células? Bueno, permitir que una célula se reproduzca fácilmente puede ser algo bastante malo... eso es exactamente lo que hace el cáncer. De hecho, una de las cosas que tiene que hacer un cáncer es activar las telomerasas para poder crecer. Esta es también la razón por la que las líneas de células cancerosas son "inmortales". Esto también sugiere una posible terapia contra el cáncer, dirigida a la telomerasa, que actualmente se está investigando de forma experimental.

La actividad de la telomerasa es solo una faceta (probablemente menor) del envejecimiento. Se necesita mucho más que la reparación final básica del ADN para mantener vivo un organismo complejo, especialmente los mamíferos. Solo algunos problemas en la parte superior de mi cabeza:

• reparar el estrés oxidativo en el ADN y las proteínas
• reparar el daño UV al ADN
• mantener las células limpias de desechos como la acumulación de agregados de proteínas (piense en depósitos de amiloide como en el Alzheimer)
• reemplazar las células muertas sin comprometer el tejido en el que se encuentran

Para un libro sólidamente científico, breve pero muy legible sobre el tema, personalmente me gustó "Understanding Ageing" de Robin Holliday. Por haber sido publicado en 1995, sigue siendo relevante. Tuvo un libro posterior que no fue tan bueno (Aging: The Paradox of Life: Why We Age, publicado en 2010). En gran parte se debe a que era bastante redundante con respecto al primero; sabemos de estos problemas desde hace mucho tiempo y hemos avanzado bastante poco en ellos.

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Parte de cómo la hidra puede salirse con la suya con la aparente inmortalidad es su constante proliferación de células madre y su capacidad para regenerar partes enteras del cuerpo. Esto evita muchos de los problemas anteriores (teóricamente, pero no soy un experto en hidras). Muchas copias del ADN se alojan por separado, por lo que si una copia se daña de forma irreversible, puede acabar en la basura. La mayoría (si no todos) los órganos humanos tienen reservas similares de células madre activas. No existe una única fuente universal (fuera de los espermatozoides y los óvulos), pero esto es menos importante siempre que el suministro completo de células madre no se vea comprometido por algún daño grave en los órganos.

Sin embargo, la segunda parte es mucho, mucho más difícil para los humanos. Mientras que algunos tejidos (por ejemplo, los músculos) pueden reemplazar fácilmente las células muertas, es mucho más difícil en otros, como el cerebro. No solo tiene que reemplazar una celda muerta, sino todas sus conexiones con todas las demás celdas. Y realmente, el cerebro es a lo que se reduce todo esto, y una crisis de identidad en los humanos. No me importa si reemplazas mi hígado y mi brazo izquierdo, pero ¿cómo reemplazas el cerebro? Especularía que pasamos mucho más tiempo manteniendo vivas las células individuales, porque no podemos reemplazarlas.

Si cortas una estrella de mar por la mitad, obtienes dos estrellas de mar y tendrías problemas para decir cuál era la original. ¿Es la misma estrella de mar si has reemplazado los brazos 3 veces y el cuerpo 2 veces?

Si cortaras a un humano por la mitad por el centro y pudiéramos regenerar todo mágicamente, obtendrías dos personas muy diferentes entre sí y el original. El problema es que no hay forma de reconstruir las conexiones; solo obtendrías un cerebro en blanco para llenar.